用于声波测井仪的新型隔声体测井装置及最优化设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种地球物理探测/声学测井领域，尤其设及一种用于声波测井仪的 新型隔声体测井装置及新型隔声体的最优化设计方法。
【背景技术】
[0002] 目前，声波测井不仅可W提供地层纵波速度、横波速度、弹性模量和泊松比等岩石 物性参数，而且为孔隙度、渗透率和含油饱和度等储层参数计算提供基础参量。发射探头发 射声波信号经过不同物性地层返回到多个接收器探头，通过探头间距和接收到地层首波时 差就可W得到不同物性地层的声波波速。当经过仪器内部直达波率先或同时到达接收探头 时就会对正常的测井工作产生影响，使得测量结果产生误差。为了衰减和延迟仪器直达波 需用隔声体进行处理，现有的许多声波测井仪隔声体一般采用如图1所示的外刻环形凹槽 的方式，还有采用如图2所示的在周向上周期刻窗的方式。但上述两种刻槽方式对仪器结 构本身的机械性能影响很大，造成在测井使用过程中易损坏的情况发生。因此，隔声体在满 足隔声效果好的同时还要能够满足一定的机械强度，必须经过严格的机械性能分析后才能 使用。本发明专利中隔声体很好的解决了隔声效果和机械强度的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明针对现有技术中主要存在声波测井仪隔声体采用外刻环形凹槽的方式或 周向上周期刻窗的方式对仪器结构本身的机械性能影响很大而造成在测井使用过程中仪 器易损坏的情况发生的缺点，提供了一种发射段隔声体和接收段隔声体的组合、隔声体上 设置内刻隔声槽和外刻隔声槽、同时具有良好的隔声效果和机械强度的用于声波测井仪的 新型隔声体测井装置。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得W解决：
[0005] 用于声波测井仪的新型隔声体测井装置，包括隔声组件、分别固定设在隔声组件 两端的上接头组件和下接头组件，隔声组件包括发射隔声组件、接收隔声组件，发射隔声组 件、接收隔声组件分别连接在下接头组件、上接头组件上，上接头组件和下接头组件上分别 设有用于声波接收的接收换能器和用于声波发射的发射换能器，还包括两端分别与发射隔 声组件和接收隔声组件固定连接的中段接头组件，发射隔声组件包括发射段隔声体，接收 隔声组件包括接收段隔声体，射隔声组件和接收隔声组件组合有效的增加了直达波延时时 间，同时也使直达波幅度产生一定的衰减。
[0006] 接收段隔声体的内径和外径范围分别为15~35mm和45~70mm。
[0007] 作为优选，发射段隔声体上设有发射段内刻隔声槽和发射段外刻隔声槽，发射段 内刻隔声槽与发射段外刻隔声槽之间的间距为5~10mm，接收段隔声体上设有接收段内刻 隔声槽和接收段外刻隔声槽，接收段内刻隔声槽与接收段外刻隔声槽之间的间距为10~ 20mm〇
[000引隔声体上的内刻隔声槽和外刻隔声槽的组合，用于衰减或延迟直达波，射隔声组 件和接收隔声组件组合有效的增加了直达波延时时间，同时也使直达波幅度产生一定的衰 减隔声效果明显改善。
[0009] 作为优选，发射段内刻隔声槽、发射段外刻隔声槽、接收段内刻隔声槽、接收段外 刻隔声槽分别为矩形通孔槽、环形凹槽、方孔形通孔槽、环形凹槽，发射段内刻隔声槽设在 发射段外刻隔声槽的环形凹槽槽间的突起部分周向方向，接收段内刻隔声槽设在接收段外 刻隔声槽的环形凹槽槽间的突起部分周向方向。
[0010] 作为优选，发射段内刻隔声槽、接收段内刻隔声槽分别为20~30组、5~10组，每 组发射段内刻隔声槽、接收段内刻隔声槽均为四个，相邻两个发射段内刻隔声槽之间形成 90度错位布置，相邻两个接收段内刻隔声槽之间形成90度错位布置。
[0011] 作为优选，发射段外刻隔声槽、接收段外刻隔声槽的凹槽宽度分别为5~20mm、 15 ~30mm〇
[0012] 作为优选，发射段内刻隔声槽、接收段内刻隔声槽的槽内均填充有吸声橡胶。
[0013] 作为优选，发射段隔声体上还设有发射段皮囊，发射段皮囊穿设在发射段隔声体 中间；接收段隔声体上还设有接收段皮囊，接收段皮囊穿设在接收段隔声体中间。
[0014] 作为优选，中段接头组件包括中转换接头，中转换接头连接有第一接收固定座，第 一接收固定座连接有第一发射连接座，发射段隔声体依次通过中转换接头、第一接收固定 座、第一发射连接座与接收段隔声体连接，发射段隔声体通过发射段皮囊转接头与下接头 组件连接，接收段隔声体通过接收段皮囊转接头与上接头组件连接，发射段皮囊转接头、接 收段皮囊转接头分别与发射段皮囊、接收段皮囊连接。
[0015] 作为优选，上接头组件包括设在接收段皮囊转接头上的接收连接座、设在接收连 接座上的第二接收固定座、套设在第二接收固定座上的接收绝缘环、套设在接收绝缘环上 的接收固定环，接收绝缘环通过接收固定环压紧接收换能器，接收换能器外罩设有接收透 声罩，接收透声罩连接有承压接头，承压接头上设有上转换接头；下接头组件包括设在发射 段皮囊转接头上的第二发射连接座、设在第二发射连接座上的发射固定座、套设在发射固 定座上的发射绝缘环、套设在发射绝缘环上的发射固定环，发射固定环通过变压器固定座 压紧发射换能器，变压器固定座一端设有U型槽，发射换能器通过U型槽走线，第二发射连 接座分别与发射段隔声体、接收段隔声体对梓，发射换能器外罩设有发射透声罩，变压器固 定座上设有下转换接头。
[0016] 进一步证明本发明专利隔声结构的隔声效果和机械强度能够满足要求，对上述理 论设计的声波测井仪新型隔声体进行了数值模拟和实验验证。
[0017] 对隔声体的机械强度性能进行如下有限差分数值模拟：
[0018] 隔声体的机械强度性能进行如下有限差分数值计算分析的具体方法步骤如下：
[0019] a.根据第S强度理论，隔声体受拉力时，其失效判据为：
[0020] 0 1-0 3= 0 曰，从而得?J:
[0021]
【主权项】
1. 用于声波测井仪的新型隔声体测井装置，包括隔声组件、分别固定设在隔声组件两 端的上接头组件和下接头组件，隔声组件包括发射隔声组件、接收隔声组件，发射隔声组 件、接收隔声组件分别连接在下接头组件、上接头组件上，上接头组件和下接头组件上分别 设有用于声波接收的接收换能器（19)和用于声波发射的发射换能器（25)，其特征在于：还 包括两端分别与发射隔声组件和接收隔声组件固定连接的中段接头组件，发射隔声组件包 括发射段隔声体（9)，接收隔声组件包括接收段隔声体（6)，发射段隔声体（9)和接收段隔 声体（6)的组合有效的增加了直达波